Page 114 - 无损检测2025年第四期

陈书翔，等：

某储气库压缩机管线的服役应力监测数据分析

（1）压缩机一级出口高温管线（斜管处）测点： 围为 -10 MPa~+40 MPa，此处曲线波动趋势
此处临近压缩机出口，管线表面温度约70 ℃。 和除油器水平直管测点处趋势相同，如图 6（d）
（2）转角测点（弯头处），横梁测点（仅 1# 压 所示。
缩机）：管内流体在弯头处流向会发生改变，可能 （2） 2#停机压缩机管线服役应力分析
导致弯头处气流压力发生周期性变化而引发裂纹 停机压缩机管线服役应力呈周期疲劳承载特
损伤。 征，波动幅值范围不低于开机压缩机管线的。随
（3）除油器水平直管段处测点：前期检测时发 井口压力波动，2# 压缩机的监控测点振荡范围为
现此处管环的腰线3、9点钟处应力值大、振动大。 -20 MPa~+20 MPa；监测点的应力幅值、变化速率
（4）北部廊架出地面处1处：地下管线出地面， （应力曲线一阶导数）表现为：弯头处测点“AI-2-02#”>
管线拘束度发生变化处。 除油器水平直管处测点“AI-2-04#”>出口斜管处
测点“AI-2-01#”，说明弯头处应力拘束度大，升载
4 监测数据及分析
时，测点承载升率顺序增加，弯头处测点“AI-2-02#”
所提方法基于弹性应变原理，监测值为测点应 承载升率最快，卸载时三个测点反而降载率接近，如
力变动值。对典型工艺窗口应力状态监测数据进行 图6（e）所示。
分析，包括波动、机组切换、测点比较、压缩机差异 同时可以看到，数据在一周内存在7个周期性
分析。 波动，单周期约24 h，根据采集开始时间计算，下午
4.1 压缩机运行（间错开机） 3 点半时井口压力最低，晚 11 时至第 2 天早 8 点时

应力数据开始采集时，机组运行状态为：1#、3# 压力处于高峰值。在周期末端，测点“AI-2-01# ”、
压缩机开机，2#压缩机停机；三台压缩机之间为串 “AI-2-02# ”有应力深坑现象，应力值垂直下降、垂

连接；进口压力约4. 42 MPa，出口压力约17. 4 MPa。 直上升，而除油器后的“AI-2-04# ”测点无此现象，
由于未在压缩机机组启动前开机监测，零应力状态 如图6（f） 所示。
未捕捉到。对一周数据进行分析，开始时刻为某年 根据 储气库当周的大气记录，气温按照每
3月26日上午11时28分，截止时间168 h后，分析管 天最大 10 ℃ 波 动，L360 钢的膨胀系数为 1. 2×
线受力特征。采样频率为/次 ·S ；数据监测结果即 10 mm/℃，传感器长度为78 mm。计算出温度应
−5
‒1
应力监测单周分析（3月26日-4月2日）结果如图 力为0. 4 MPa。
6所示。 因此，2#压缩机停机状态的应力波动由井口压
从监测结果可以得到以下结论。 力引起，排除温度应力影响。
（1）运行压缩机组管线服役应力特征 4.2 压缩机切换开机
3#压缩机测点比1#压缩机的稳定。出口斜管 数据分析时间段起始时刻于4月14日上午9时
‒1
处测点，应力波动范围为-5 MPa~+5 MPa；1#压 46 分，采样频率为 /次 ·S ，截止时刻在 168 h 后。
缩机部分时间段接近或超过10 MPa；其中测点“AI- 当日上午 11 时，由 1#、3# 号压缩机组运行切换
3-01#”稳定性好于测点“AI-1-01#”的，如图 6（a） 为 2#、3# 号压缩机组运行，即 1# 压缩机停机、2#
所示。 压缩机启机；切换时间距离数据分析起始时刻约
弯头处测点，1#机组弯头处应力大于3#机组的。 5 000 s左右。 压缩机组切换的数据监测结果如图7

3#压缩机应力波动范围为-2. 5 MPa~+5 MPa； 所示。
1#压缩机应力波动范围为0 MPa~15 MPa；其中测 （1）机组停止时
点“AI-3-02# ”稳定性明显好于测点“AI-1-02# ”的， 可以看到1#机组停机后，测点上的服役应力由
如图6（b）所示。 水平承载变为波动特征，笔者分析认为该现象是由
除油器水平直管处测点，3#压缩机应力波动范 机组之间管线的连接关系所致。
围为-10 MPa~+20 MPa；1#压缩机应力波动范 （2）机组启动时

围为+20 MPa~+50 MPa；半振动幅度约15 MPa， 可以看到2#机组启动开机后各测点承受一个
如图6（c）所示。 较大的大脉冲压力，弯头处测点“AI-2-02#”受冲击
北部廊架下出地面处管线测点，应力振荡范 力最高，跃升最大差值约70 MPa，然后降低。

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2025 年 第 47 卷 第 4 期
无损检测